Navigation Algorithms in Asteroids
2025 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
This paper reports on the design, implementation and evaluation of a controller for the classic arcade game Asteroids. The proposed control consists of four submodules: a fuzzy system based fire control for selecting asteroids to target and calibrating the gun on chosen targets, a potential field based navigation control for steering the ship to safer areas, a look-a-head based emergency control for steering the ship out of chaotic situations, and, finally, a fuzzy system based high-level control for switching between the other three submodules. The combined control and its submodules are evaluated, and trained if applicable, using survival time in randomized and preset asteroid fields. Results show that there were clear exploitable weaknesses in the individual submodules where certain preset asteroid fields are far easier to navigate with one module over the other. The combined control did not prove to be far more versatile than the individual navigational modules, although some potential was shown. This is likely due to a lack of training, or parameters to train, from the inherent complexity of simulating the game. The fuzzy system does however show great promise, and with enough optimization it could be a viable solution for similar navigation problems.
Abstract [sv]
Den här artikeln beskriver designen, implementationen och värderingen av en kontroll för det klassiska arkadspelet Asteroids. Den föreslagna kontrollen består av fyra moduler: ett fuzzy-baserat skjutsystem som väljer asteroider att skjuta och kalibrerar skeppets riktning, en potentialfält-baserad navigationskontroll för att styra skeppet till säkrare områden, en simulations-baserad navigationskontroll för att styra skeppet ur kaotiska situationer och slutligen ett kombinerat fuzzy-kontrollsystem som kan välja mellan de andra tre modulerna. Den kombinerade kontrollen samt de tre underliggande modulerna bedöms, och tränas ifall lämpligt, på överlevnadstiden vid slumpade och förutbestämda asteroidfält. Resultat visar att det finns tydliga svagheter hos de individuella navigationsmodulerna där vissa förutbestämda asteroidfält är mycket lättare att navigera för en modul än den andra. Den kombinerade kontrollen visade sig inte vara mycket mer mångsidig än de andra två navigationsmodulerna individuellt, dock visades viss potential. Detta är troligen på grund av otillräcklig träning som ett resultat av komplexiteten av att simulera spelet. Fuzzy-systemet såsom det som används i kombinerade kontrollen visade dock stor potential och med tillräcklig optimering kan det vara en mycket duglig lösning för liknande navigeringsproblem.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 559-565
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:156
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-376177OAI: oai:DiVA.org:kth-376177DiVA, id: diva2:2034561
Supervisors
Examiners
Projects
Kandidatexamensarbete i Elektroteknik 2025, EECS, KTH2026-02-022026-02-02